CC BY
79
биохимия
БИОХИМИЯ
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2016 УДК 616.153.915-008.9-074
Титов В.Н.1, Сажина Н.Н.2, Ариповский А.В.3, Евтеева Н.М.2 Тибилова О.А.1, Кухарчук В.В.1
ОЦЕНКА НЕНАСЫЩЕННОСТИ ЛИПИДОВ КРОВИ МЕТОДАМИ ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ И КЛИНИЧЕСКОЙ БИОХИМИИ. РЕГУЛЯЦИЯ ИНСУЛИНОМ МЕТАБОЛИЗМА ЖИРНЫХ КИСЛОТ, ЧИСЛА ДВОЙНЫХ СВЯЗЕЙ И ПОГЛОЩЕНИЯ КЛЕТКАМИ ГЛЮКОЗЫ
1ФГБУ «Российский кардиологический научно-производственный комплекс Минздрава России», Москва; 2 ФГБУН «Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля» РАН, Москва; 3ФБУН «Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии» Россанэпиднадзора РФ, Оболенск, Московская обл.
Основной причиной синтеза инсулина на поздних ступенях филогенеза стало, мы полагаем, несоответствие между увеличением in vivo потребности в энергии и физико-химическими параметрами пальмитиновой насыщенной жирной кислоты (НЖК); перенос ее клеткам в составе липопротеинов (ЛП) в оптимальнойм количестве (более 15% всех ЖК) стал in vivo неисполнимым. Биологическая роль инсулина — обеспечение инсулинзависимых клеток (в первую очередь, скелетных миоцитов) субстратами для наработки энергии. Гормон превращает всю эндогенно синтезированную из глюкозы пальмитиновую НЖК в специфичную для животных клеток w-9 С олеиновую мононенасыщенную ЖК (МЖК). Эндогенную МЖК митохондрии окисляют с наболее высокой константой скорости реакции, нарабатывая для клеток оптимальное количество биотрансформируемой энергии в форме АТФ. Инсулин экспрессирует в гепатоцитах синтез олеиновых триглицеридов, формирование олеиновых липопротеинов очень низкой плотности, которые только инсулинзависимые клетки поглощают апоЕ/В-100-эндоцитозом. Инсулин экспрессирует синтез пальмитоил-КоА-элонгазы, стеарил-КоА-десатуразы и глюкозных траспортеров 4, активирует поглощение клетками глюкозы с целью синтеза эндогенной олеиновой НЖК. Инсулин заменяет in vivo малоэффективный пальмитиновый вариант метаболизма ЖК на потенциально более эффективный олеиновый. Инсулин увеличивает ненасыщенность ЖК, число в них двойных связей (ДС): определить это можно путем прямого титрования ДС озоном на основании количественного определения ЖК методом газовой хроматографии и вычисляя отношения С /С 0 С /С и С /С а Сахарный диабет является в первую очередь нарушением метаболизма МЖК и только во вторую — патологией поглощения клетками глюкозы.
Ключевые слова: инсулин; глюкоза; жирные кислоты; двойные связи; сахарный диабет.
Для цитирования: Титов В.Н., Сажина Н.Н., Ариповский А.В., Евтеева Н.М., Тибилова О.А., Кухарчук В.В. Оценка ненасыщенности липидов крови методами физической химии и клинической биохимии. Регуляция инсулином метаболизма жирных кислот, числа двойных связей и поглощения клетками глюкозы. Клиническая лабораторная диагностика, 2016; 61 (4): 196-204
DOI 10.18821/0869-2084-2016-4-196-204
Titov V.N.1, Sajina N.N.2, Aripovskii A.V.3, Evteieva N.M.2, Tibilova O.A.1, Kukharchuk V.V.1
the evaluation of unsaturation of blood lipids using methods of physical chemistry and clinical biochemistry. the insulin regulation of metabolism of fatty acids, number of double binds and cell absorption of glucose
1 The Russian cardiologic R&D production complex of Minzdrav of Russia, 121552 Moscow, Russia
2 The N.M. Emanuel institute of biochemical physics of the Russian academy of sciences, Moscow, Russia
3 The state research center of applied microbiology and biotechnology of Rossanepidnadzor of the Russian Federation, Obolensk of Moscovskaia oblast, Russia
It is supposed that the main cause of insulin synthesis at late stages of phylogenesis became discrepancy between increase in vivo need in energy and physical chemical parameters of palmitic saturated fatty acid; its transportation to cells in composition of lipoproteins in optimal quantity (more than 15% of all fatty acids) became in vivo unfeasible. The biological role of insulin consists in supporting of insulin-dependent cells (skeletal miocytes in the first place) with substrates for gaining energy. The hormone transforms all palmitic saturated fatty acid endogenously synthesized from glucose into specific for animal cells w-9 C18:1 oleic mono unsaturated fatty acid. The endogenous mono unsaturated fatty acid is oxidized by mitohondria with the highest constant of reaction velocity gaining for cells optimal quantity of biotransforming energy in the form of ATP. The insulin expresses in hepatocytes synthesis of oleic triglycerides and formation of oleic lipoproteins of very low density that only insulin-dependent cells absorb using apoE/B-100-endocytosis. The insulin expresses synthesis of Palmitoyl-KoA-elongase, stearyl-KoA-desaturase and glucose transporters 4, activates glucose absorption by cells with the purpose of synthesis endogenous oleic saturated fatty acid. The insulin substitutes in vivo ineffective palmitic alternative of metabolism of fatty acids for potentially more effective
Для корреспонденции: Титов Владимир Николаевич, д-р мед. наук, проф., руководитель лаборатории клинической биохимии липопротеинов Института клинической кардиологии ФГБУ Российский кардиологический научно-производственный комплекс Минздрава РФ, 121552, г. Москва, ул. 3-я Черепковская, д. 15-а, тел. (495) 414-63-10; e-mail: [email protected]
biochemistry
oleic metabolism of fatty acids. The insulin increases unsaturation of fatty acids and number of double binds in them. This can be established by direct titration of double binds by ozone on the basis of quantitative detection of fatty acids using technique of gas chromatography and calculating ratio C16:l/C16:0, C18:l/C18:0 and C18:l/C16:0. The diabetes mellitus is a disorder of metabolism of mono unsaturated fatty acid in the first place and only in the second place pathology of glucose absorption by cells.
Keywords: insulin; glucose; fatty acids; double binds; diabetes mellitus
For citation: Titov V.N., Sajina N.N., Aripovskii A.V., Evteieva N.M., Tibilova O.A., Kukharchuk V.V. The evaluation of unsaturation of blood lipids using methods of physical chemistry and clinical biochemistry. The insulin regulation of metabolism of fatty acids, number of double binds and cell absorption of glucose. Klinicheskaya Laboratornaya Diagnostika (Russian Clinical Laboratory Diagnostics) 2016; 61 (4): 196-204 (in Russ.) DOI: 10.18821/0869-2084-2016-61-4-196-204
For correspondence: Titov V.N., doctor of medical sciences, professor, head of laboratory of clinical biochemistry of lipoproteins of institute of clinical cardiology. e-mail: [email protected]
Conflict of interests. The authors declare absence of conflict of interests.
Financing. The study had no sponsor support
Received 10.10.2015 Accepted 15.12.2015
Введение. В 2006 г. мы [1] опубликовали статью: содержание спиртов холестерина (ХС) и глицерина в плазме крови зависит от числа двойных связей (ДС) жирных кислот (ЖК) в пуле липидов липопротеинов (ЛП). Основу работы составляют эксперименты — измерение кинетических параметров окисления индивидуальных ЖК в липидах ЛП низкой плотности (ЛПНП) на основе: а) регистрации расхода окислителя озона (О3) и б) прироста продуктов реакции — диеновых конъюгатов [2]. Получены параметры кинетики окисления ЖК в автоматическом режиме при использовании анализатора двойных связей (АДС) и определении числа ДС методом спектрофотометрии в УФ-области (длина волны 234 нм). Позже писали, что высокое содержание в пище пальмитиновой насыщенной ЖК (НЖК) — основная причина повышения содержания ХС в составе ЛПНП (ХС-ЛПНП), формирования синдрома атеросклероза и его основного клинического проявления — атероматоза интимы артерий.
В более поздней работе было проведено титрование ДС в составе ЖК плазмы крови у пациентов в тесте толерантности к глюкозе [3]. Сопоставлено содержание ДС в ЖК: а) методом титрования озоном на анализаторе АДС и б) путем расчета числа ДС в ЖК при определении содержания индивидуальных ЖК методом газовой хроматографии. Однако мы определили содержание ДС в общем пуле неполярных липидов в составе всех классов ЛП сыворотки крови. В настоящей работе мы измерили содержание индивидуальных ЖК и рассчитали число ДС и в пуле неэтерифицированных ЖК (НЭЖК) плазмы крови.
Согласно сформированной нами филогенетической теории общей патологии [4], чем выше содержание в плазме крови ю-6 С181 экзогенной + ю-9 С:. эндогенной олеиновой мононенасыщенной ЖК (МЖК), чем меньше пул экзогенной + эндогенной С160 пальмитиновой НЖК, тем более активен метаболизм ЖК in vivo. Высокоэффективное окисление МЖК в матриксе митохондрий с образованием АТФ в дыхательной цепи обеспечивает все биологические функции и биологические реакции in vivo биотрансформируемой энергией. Чем больше при диетотерапии ненасыщенность ЖК в липидах ЛП, число в них ДС при снижении пальмитиновой НЖК, тем более успешной является профилактика атеросклероза [5]. Заметим, что всего две ЖК: пальмитиновая НЖК и
олеиновая МЖК составляют в сыворотке крови, во всех ЛП, более 80% ЖК [6]. При этом содержание НЖК + МЖК, ненасыщенных ЖК (ННЖК) и полиненасыщенных ЖК (ПНЖК) в составе липидов ЛП соотносится как 90:10:1 [7].
Для оценки ненасыщенности пула ЖК в плазме крови можно использовать и количественное отношение (в мМ/л) — продукт реакции: субстрат реакции при действии ферментов десатураз [8]. Введение в цепь эндогенно синтезированной МЖК одной ДС является физиологично лимитированным и филогенетически более поздним, чем синтез каждой из клеток in vivo пальмитиновой НЖК in situ de novo из ацетата. Клетки приматов и Homo sapiens могут ввести в эндогенно синтезированные НЖК (С16„ пальмитиновая и С180 стеариновая НЖК) только одну ДС [9]. Ввести же в цепь МЖК вторую ДС с образованием С18.2 линолевой ННЖК могут только растения. Для определения ненасыщенности пула ЖК в плазме крови измеряют содержание индивидуальных ЖК методом газовой хроматографии-масс-спектрометрии, после чего рассчитывают отношение: а) пальмитолеи-новая МЖК/пальмитиновая НЖК (С /С ); б) олеиновая МЖК/стеариновая НЖК (С /С180) и в) олеиновая МЖК/пальмитиновая НЖК (С18./С16.0)' [10].
Цель работы — на клиническом материале прояснить диагностическое значение отработанного нами метода определения ненасыщенности пула ЖК в плазме крови: а) прямым методом титрования ДС озоном и б) путем расчета числа ДС на основании количественного определения индивидуальных ЖК методом газовой хроматографии. Определить количество ДС в пуле ЖК липидов суммарно в ЛП и в пуле НЭЖК в сыворотке крови. Обсудить биохимические реакции, которые увеличивают in vivo число ДС в цепи атомов углерода и повышают ненасыщенность ЖК, и их возможное диагностическое значение.
Материал и методы. Обследован 31 пациент с отсутствием выраженных клинических проявлений ишеми-ческой болезни сердца и гиперлипопротеинемии (ГЛП); всех пациентов наблюдали сотрудники 6-го клинического отделения Института кардиологии ФГУ «РКНПК» Минздрава России. В группе 18 мужчин и 13 женщин: средний возраст 44 ± 7 лет. Сухожильные ксантомы выявлены в двух случаях; липидная дуга роговицы как проявление сниженной активности секреторного фер-
биохимия
мента печени лецитинхолестеринацилтрансферазы — в трех наблюдениях. Повышение АД выявлено в 5 случаях, нарушение толерантности к глюкозе — в одном; наследования семейной патологии сердечно-сосудистой системы имели 6 пациентов. Все пациенты не курили; у 2 — биохимические тесты указывали на проявление ранней недостаточности функции почек.
После взятия крови из локтевой вены сыворотку отделяли от эритроцитов и хранили при температуре -70°С. ЖК определяли на газовом хроматографе модели «Вариан 3900», фирма «Вариан», США. Использовали кварцевую капиллярную колонку (15 м х 0,25 мм х 0,3 мкм) с неподвижной жидкой фазой «Супелковакс-10», supelco, Швейцария. Регистрация сигнала — компьютерная, согласно программе Мультихром-1,5х [11]. Для определения концентрации ЖК применили внутренний стандартный образец (С170 маргариновая НЖК); вычислили калибровочные коэффициенты для каждой ЖК. Использовали стандартные образцы ЖК и стандартные смеси ЖК фирмы «Супелко», Швейцария. Содержание ЖК выражали в миллиграммах на 1 л плазмы крови. Концентрацию индивидуальных НЭЖК в крови определили по методу А. Kurkis; сумму липидов, которые получены экстракцией биологического образца по Фолчу, подвергали силанизации действием горячего бис(П O-триметилсилил) трифторацетамида. Далее триметил-силильные эфиры НЭЖК определяли, как это приведено выше.
Содержание в плазме крови спиртов ХС и глицерина (триглицеридов — ТГ), ХС-ЛПНП и ХС ЛП высокой плотности (ХС-ЛПВП) определено «прямым» ферментативным методом. Все биохимическое обследование пациентов, определение содержания НЭЖК (энзимати-ческий метод) провели на биохимическом анализаторе модели Архитект-800, «Эбботт», США; использовали биохимические наборы фирм «Диасис», ФРГ, и «Эбботт», США.
Для определения суммарного содержания ДС (С = С) (в мМ) в пуле ЖК плазмы крови использовали метод озонирования, основанный на способности озона (О3) реагировать с ДС в ЖК с константой скорости реакции порядка 105—106 М-1с. [12]. Липидную фракцию из сыворотки крови экстрагировали хлороформом и обрабатывали смесью по Фолчу. Измерения выполнены на анализаторе ДС модели АДС-4М; УФ-спектрофотометр регистрирует концентрацию О3 на входе и выходе из реактора, а встроенный интегратор рассчитывает суммарный расход озона в реакции пропорционально числу ДС в образце. В качестве стандартного образца использован стильбен с одной ДС. Для контроля работы прибора применили p-каротин, который имеет 11 ДС [13]. Число ДС рассчитывали по формуле:
[ДС] = s б .V c /s V б , где
ГЧ П обр. ст. ст. ст. обр/ Г!
добр и йст — показания АДС для образца и раствора стильбена; c — концентрация стильбена (210-2 М); V , и V — объемы образца и стильбена.
обр. ст.
Определение числа ДС провели с учетом линейной зависимости [ДС] от концентрации образца и стильбена. Погрешность измерения числа ДС в липидном пуле плазмы крови при учете сходимости (повторяемость изо дня в день) результатов составляет ± 15%. Статистическую обработку результатов провели, используя стандартные алгоритмы программы Ms Excel. Достоверность различия величин считали по t-критерию Стьюдента (t-тест). Использовали 95% величину доверительной
вероятности; достоверными считали различия при р < 0,05 (t-тест < 0,05) [14]. Липидами, мы полагаем, являются ЖК и все соединения, в состав которых входят ЖК. И если ХС и глицерин — это спирты, то при образовании ковалентной, эфирной связи с ЖК они становятся липидами.
Методическое обеспечение исследования. Десятки лет диагностику нарушений липидов и ЛП проводили только на основании определения в биологических средах спиртов ХС и глицерина — ТГ. Постепенно пришло понимание того, что разобраться в метаболизме липи-дов in vivo и в патогенезе «метаболических пандемий» можно только на основании метаболизма ЖК, количественного определения и диагностической оценки индивидуальных ЖК. Согласно номенклатуре Международного союза теоретической и прикладной химии (IUPAC) [15], эфиры, которые образуют спирты со всеми кислотами, именуют по имени спиртов; поэтому глицериды
— это неполярные ТГ, полярные фосфолипиды, полярные ди- и моноглицериды. Моно-ЭХС (моно эфиры холестерина) — это неполярная форма спирта ХС; поли-ЭХС — неполярная форма, главным образом ПНЖК, и в меньшей мере ННЖК; ЭХС с НЖК in vivo не бывает. Только в неполярной форме ТГ или ЭХС (моно-ЭХС и поли-ЭХС) клетки активно, рецепторно поглощают ЖК, реализуя биологические реакции эндо- и экзоцитоза (трансцитоза).
Содержащиеся в плазме крови ХС и ТГ — это, главным образом, эндогенно синтезированные спирты, которые востребованы in vivo в переносе в составе ЛП и поглощении клетками ЖК при характере питания, который реализуют пациенты. Если изменить индукцию субстратом, количество и состав ЖК в пище, изменится и содержание в плазме крови спиртов; оно станет оптимальным для новых условий одновременно с изменением содержания апоА-I и апоВ-100. Автоматические биохимические анализаторы измеряют в сыворотке крови энзиматическими способами концентрацию спиртов ХС и глицерина. Содержание спиртов в плазме крови и составе апоА-I и апоВ-100 ЛП зависит от индукции субстратом — от количества индивидуальных ЖК, которые поступили с пищей и которые ЛП переносят к клеткам. Содержание ЖК в сыворотке крови и эритроцитах мы и предлагаем обсудить.
Результаты. Группу пациентов, которая отобрана с целью отработки методических приемов профилактики атеросклероза, характеризует незначительное повышение содержания в сыворотке крови ХС (6,38 ± 0,60 мМ/л). Содержание ХС в популяции мужчин Москвы, которое мы определили в 1975 г., измеренное по правилам попу-ляционных исследований, равно 6,2 мМ/л. Содержание ТГ в сыворотке крови пациентов составило 1,92 ± 0,56 мМ/л; оно превысило верхнюю границу физиологичного интервала — 2,0 мМ/л. Концентрация ХС-ЛПВП явилась физиологичной, составляя 1,17 ± 0,15 мМ/л; ХС-ЛПНП — 4,29 ± 0,56 мМ/л. Содержание пула ЖК в НЭЖК натощак у пациентов физиологично, составило 0,46 ± 0,05 мМ/л.
Содержание ДС в сыворотке крови определено методом титрования озоном, в среднем составило 17,29 ± 3,56 мМ/л. Рассчитали мы и содержание ДС на основании определения концентрации индивидуальных ЖК
— 17,13 ± 3,08 мМ/л. Определение ДС в пуле липидов сыворотки крови достоверно характеризуют такой параметр, как ненасыщенность ЖК. Число ДС в пуле ли-
biochemistry
Содержание индивидуальных ЖК в ЛП плазмы крови, эритроцитах и пуле НЭЖК (в мг/л)
Био- Индивидуальные ЖК
логические среды С14:0 С16:1 С16:0 С18:0 С1.:1 С18:2 С18:3 y С18:3а С20:3у С20:4 С20:5 С22:5 С22:6
Сыворотка крови 49,01 ± 12,33 9,71 ± 1,66 1143,37 ± 152,66 237,49 ± 35,83 781,51 ± 111,66 10,57 ± 175,33 12,64 ± 2,23 12,61 ± 2,61 47,67 ± 8,66 221,61 ± 30,33 26,54 ± 12,16 17,61 ± 2,83 84,38 ± 17,33
Эритроциты 6,56 ± 2,23 13,16 ± 2,33 293,30 ± 25,98 199,64 ± 22,33 179,45 ± 20,16 111,64 ± 19,83 — — — — — — —
НЭЖК — 5,81 ±1,90 65,81 ± 8,57 20,36 ± 1,83 51,46 ± 6,16 33,53 ± 6,66 — — — — — — —
пидов плазмы крови может быть повышено за счет увеличения концентрации как МЖК, ННЖК, так и ПНЖК. Однако, если принять во внимание, что содержание НЖК + МЖК, ННЖК и ПНЖК в сыворотке крови соотносится как 90:10:1, достоверное повышение числа ДС отражает активность эндогенных реакций десатурации ЖК. Увеличение ненасыщенности пула ЖК липидов в плазме крови при физиологичном содержании ТГ происходит при превращении в печени пальмитиновой НЖК, синтезированной из глюкозы, из ацетил-КоА in situ de novo в ю-9 С181 олеиновую МЖК. Активацию превращения только эндогенная пальмитиновая НЖК ^ олеиновая МЖК инициирует инсулин; гормон экспрессирует одновременно синтез двух сопряженных ферментов — пальмитоил-КоА-элонгазы и стеарил-КоА-десатуразы.
В ранее выполненных работах [16] мы показали, что при незначительной ГЛП: ТГ 2,26 ± 020 мМ/л — в контрольной группе 1,21 ± 0,06 мМ/л; ХС 7,84 ± 0,19 и 4,49 ± 0,09 мМ/л, содержание ДС соответствовало 46,60 ± 3,44 мМ/л по сравнению с 24,31 ± 1,12 мМ/л в контрольной группе. При физиологичном поглощении с пищей пальмитиновой НЖК вне выраженной ГЛП увеличение ДС в ЛП очень низкой плотности (ЛПОНП) указывает на физиологичное повышение ненасыщенности ЖК в сыворотке крови. При гиперхолестеринемии повышение в плазме крови числа ДС зависит от ХС, от ХС-ЛПНП при позитивной корреляционной зависимости; r = 0,79, рис. 1.
Избыток в пище пальмитиновой НЖК блокирует «биодоступность» поглощения клетками ЛПНП путем апоВ-100-эндоцитоза. В крови возрастает содержание ХС-ЛПНП — происходит ретенционное накопление поли-ЭХС; которые содержат 4—6 ДС в поли-ЭХС в
[С=С], мМ по озону
у= 1,0206х-0,1896
25"
г= 0,883
20"
1510-♦
[С=С], мМ по сумме ЖК 5 10 15 20 25 30
Рис. 1. Корреляционная зависимость суммарного содержания ДС в ЛП сыворотки крови, определенная двумя способами. r — коэффициент корреляции.
ПНЖК. При возрастании ХС-ЛПНП [17] диагностическое значение ДС становится неоднозначным: а) увеличено ли содержание вновь образованной олеиновой МЖК и новых ДС в составе МЖК или б) это накопление в плазме крови ПНЖК в форме поли-ЭХС, которые не могут поглотить клетки путем апоВ-100 эндоцитоза.
В пуле НЭЖК в сыворотке крови содержание ДС составило 0,439 ± 0,13 мМ/л; число ДС в пуле НЭЖК ~ в 40 раз ниже, чем в пуле всех липидов ЛП. Физиологично пул ЖК в НЭЖК в реализации биологической реакции эндотрофии (внутреннее питание) не может быть большим. Высокий градиент концентрации ЖК плазма крови ^ цитоплазма клеток является причиной быстрого поглощения НЭЖК клетками. Полученные данные указывают, что количество индивидуальных ЖК и расчет числа ДС в них более информативно, чем определение числа ДС в общем пуле ЖК ad mass.
Среди 13 физиологичных ЖК с четным числом атомов углерода в цепи ЖК в составе липидов ЛП сыворотки крови мы определили концентрацию средне- и длин-ноцепочечных ЖК, биологическое и диагностическое значение которых можно использовать. Как следует из таблицы, в ЛП сыворотки крови определено количество следующих ЖК: С16 пальмитиновая НЖК, ю-6 С182 ли-нолевая ННЖК, ю-61 и ю-9 (суммарно) С181 олеиновая МЖК, С180 стеариновая НЖК, ю-6 С20 4 арахидоновая ПНЖК, ю-3 С эйкозапентаеновая и ю-3 С22 6 докоза-гексаеновая ПНЖК. На один-два порядка более низка концентрация С140 миристиновой НЖК, ю-7 С161 паль-митолеиновой МЖК, ю-6 С183 Y-линоленовой ННЖК, ю-3 С18.3 a-линоленовой ННЖК, а также афизиологич-ной ю-9 С дигомо-у-линоленовой (мидовой) эндогенной ННЖК и С22 5 тимнодоновой экзогенной ПНЖК.
В мембране эритоцитов количественно (по нисходящей) выявлена пальмитиновая НЖК, стеариновая НЖК и олеиновая МЖК. Почти в 3 раза меньше, чем пальмитиновой НЖК, эритроциты содержат линолевую ННЖК, небольшое количество пальмитолеиновой МЖК и ми-ристиновой НЖК. В НЭЖК плазмы крови выявлены те же ЖК, что и в составе эритроцитов, за исключением миристиновой НЖК. В НЭЖК, как и в сыворотке крови, доминирует пальмитиновая НЖК, несколько меньше олеиновой МЖК, еще меньше линолевой и линоленовой ННЖК. Количество пальмитиновой, олеиновой, лино-левой и стеариновой ЖК в НЭЖК соотносится как 6: 5: 3: 2 [18].
Обсуждение. Определение ЖК в мембране эритроцитов предпочитают измерению их содержания в плазме крови потому, что эритроциты — это клетки, которые ЖК не синтезируют и не метаболизируют [19]. Кроме того, пребывание эритроцитов в кровотоке в течение
биохимия
120 дней придает определению большую стабильность по сравнению с ЖК в ЛП. Из таблицы следует, что пул индивидуальных НЭЖК в ассоциации с липидперенося-щим белком альбумином в крови на два порядка ниже, чем в ЛП. Содержание ю-7 пальмитолеиновой НЖК в липидах ЛП, в эритроцитах и в НЭЖК сыворотки крови является небольшим [20].
Каковы же биохимические реакции, пути метаболизма, которые регулируют синтез in situ de novo эндогенных НЖК и инициируют введение одной ДС? Какие гуморальные медиаторы, биохимические реакции регулируют ненасыщенность пула ЖК сыворотки крови в биологической реакции экзотрофии и небольшой пул НЭЖК в реализации биологической реакции эндотро-фии?
In vivo повышение ненасыщенности ЖК в плазме крови обеспечивают ферментные системы: активность пальмитоил-КоА-десатуразы и стеарил-КоА-десатуразы [21]. Для непрямой оценки активности реакций ненасыщенности ЖК мы расчитали отношение индивидуальных ЖК по принципу продукт реакции/субстрат реакции. Это 1) отношение пальмитолеиновая НЖК/пальми-тиновая МЖК — С /С ; 2) отношение пальмитиновая НЖК/ олеиновая МжК С18./С ; 3) отношение стеариновая НЖК/пальмитиновая НЖК С18.0/С16. ние олеиновая МЖК/стеариновая НЖК — С181/С18.0.
Мы в общем пуле ЖК в липидах ЛП плазмы крови и в пуле НЭЖК получили следующие отношения:
1) С161/С160 — 0,102 ± 0,027 (ЛП) и 0,088 ± 0,036 (НЭЖК);. .
2) С,я,/С,лп — 0,845 ± 0,103 (ЛП) и 0,834 ± 0,188
(нэЖк)8
3) С18.0/С16.0 — 0,252 ± 0,037 (ЛП) и 0,324 ± 0,057 (НЭЖК)1;8.0 16.0
4) С,я,/С1!;п — 3,314 ± 0,601 (ЛП) и 2,611 ± 0,769
(нэЖк) 180
Первое отношение отражает активность филогенетически ранней реакции десатурации. превращение пальмитиновая экзогенная НЖК ® ю-7 С161 пальмитолеиновая МЖК. Второе отношение характеризует филогенетически позднее, двухэтапное превращения пальмитиновой ЖК, которое экспрессирует инсулин. эндогенно синтезированная из глюкозы С16.0 пальмитиновая НЖК ® С18.0 стеариновая НЖК ® С18.1 ю-9 олеиновая МЖК. Реакция введения в цепь ДС состоит из двух реакций. первую реакцию элонгации характеризует третье отношение; вторую реакцию десатурации — четвертое.
Отношение С /С16.0 характеризует увеличение ненасыщенности ЖК на ранних ступенях филогенеза. ю-7 С161 пальмитолеиновая МЖК для приматов и человека не является физиологичной. ее не поглощают и не окисляют митохондрии. В процессе оптимизации экзогенных ЖК в гепатоцитах пальмитолеиновую МЖК окисляют пероксисомы с образованием калорий тепла, но не АТФ. В то же время пальмитоил-КоА-десатураза увеличивает ненасыщенность пула ЖК липидов. Отношение С16.1/ С16.0 у человека низко; в пуле ЖК в ЛП, в мембране эритроцитов и в НЭЖК оно составило 0,01. 0,04. 0,07.
Отношение С181/С16.0 в липидах плазмы крови, мембранах эритроцитов и в липидах пула НЭЖК составляет 0,68. 0,61. 0,78. Это результаы активности пальмитоил-КоА-элонгазы и стеарил-КоА-десатуразы. При этом ненасыщенность НЭЖК в биологической реакции эн-дотрофии более высока по сравнению с менее зависимой от изменений биологической реакции экзотрофии
(питания) — ненасыщенностью ЖК в мембране эритроцитов [22]. Отношение С181/С180 в липидах ЛП крови, в мембране эритроцитов и в пуле НЭЖК соотносится как 3,29: 0,89: 2,5. Это означает, что основное превращение эндогенной стеариновой НЖК в олеиновую МЖК происходит в гепатоцитах и формирует оно физиологично оптимальные олеиновые ТГ и одноименные ЛПОНП.
Полагаем, что пул НЭЖК в биологической реакции эндотрофии (вне приема пищи) формируется из ЖК, которые освобождают филогенетически ранние висцеральные жировые клетки (ВЖК) сальника при действии гормонзависимой липазы, реализуя биологическую функции гомеостаза [23]. Одновременно НЭЖК содержит ЖК освобожденные из ВЖК, которые поглотили гепатоциты, включили в олеиновые ЛПОНП и секре-тировали в кровоток. Далее постгепариновая ЛПЛ ги-дролизует часть ТГ с освобождением НЭЖК из ЛПОНП [24]. Лигандные пальмитиновые ЛПОНП далее поглощают зависимые от инсулина клетки путем апоЕ/В-100-эндоцитоза.
Три отношения, которые позволяют оценить биохимические реакции ненасыщенности ЖК, — С181/С160, С161/С160 и С181/С180 составляют в сыворотке крови величины' 0,68:0,01:3,29. В мембране эритроцитов это соотношение равно 0,61:0,04:0,89. В пуле НЭЖК оно соответствует величинам 0,78:0,07:2,51. Эти данные показывают, что основным этапом превращения пальмитиновой НЖК в олеиновую МЖК является реакция десатурации стеариновой НЖК в олеиновую МЖК при действии стеарил-КоА-десатуразы. Это основной фермент, экспрессия которого, мы полагаем, и является основой биологического действия инсулина.
Отношения С180/С160 и С181/С180 позволяют раздельно оценить активность пальмитоил-КоА-элонгазы и стеарил-КоА-десатуразы. Является ли сопряженной активность двух ферментов, повышается ли она одновременно и в равной мере? Возможно, что синтез стеариновой НЖК происходит более активно, чем превращение в олеиновую МЖК и в составе ЛП, в том числе и в НЭЖК; возможно и афизиологичное увеличение содержения стеариновой НЖК in vivo.
При освобождении в кровь из жировых клеток большого количества НЭЖК и столь же активном поглощении их всеми клетками, повышение концентрации НЭЖК в плазме крови, при определении спектрофотом-терическим методом, составляет 0,5—1,5 мМ/л. Это не означает, что содержение НЭЖК в сыворотке крови не бывает выше; просто при более высокой концентрации ЖК формируют новый пул — пул свободных ЖК (СЖК) в форме прямых мицелл. Содержание в сыворотке крови альбумина, переносящего НЖК + МЖК составляет 0,5—0,8 мМ/л. Это количество альбумина физиологично связывает и переносит в межклеточной среде ~ 1 мМ НЭЖК. Содержание альбумина в сыворотке крови не возрастает. При освобождении в кровоток большого количества НЭЖК, которое не может связать альбумин, ЖК формируют афизиологиный пул СЖК. СЖК это не ассоциаты с альбумином, а прямые гомогенные (гетерогенные) мицеллы [25].
Содержание НЭЖК в сыворотке крови физиологично отражает реализацию in vivo биологической функции питания, биологической реакции эндотрофии [26]. Нарушение же параметров содержания в межклеточной среде НЭЖК в форме СЖК — проявление биологической (физико-химической) функции адаптации. Длительное и
biochemistry
100 90 -8070 -6050 -4030 -20 -10 -0
a
C18:1 (НЭЖК)
y=0,664x+0,3681
R! = 0,3884
/•=0,623
C16:0 (НЭЖК)
0
20
40
60 б
80
100
120
C18:1/C16:0 (НЭЖК)
y= 0,5472x+0,3681
FP = 0,1403
/■=0,375
♦ ♦
C18:1/C16:0 (ЛП)
1,4 1,3 -1,2 " 1,1 " 1 " 0,9 -0,8 -0,7 -0,6 -0,5 -0,4 -
0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2
Рис. 2. Корреляционные поля и зависимости отношений между концентрациями ЖК как продуктов реакций (а) и ЖК как субстратов реакций (б). Объяснения в тексте.
высокое содержание СЖК является основной причиной афизиологичного пассивного липоидоза клеток тканей, которые физиологично ЖК не запасают.
На рис. 2 представлены поля и коэфффициенты корреляции (R2), которые мы получили при количественном определении индивидуальных ЖК. Рис. 2, а показывает, что в зависимости от содержания пальмитиновой НЖК в НЭЖК, активности пальмитоил-КоА-элонгазы и старил-КоА-десатуразы содержание ю-9 олеиновой МЖК тоже возрастает; активность реакции является субстратзави-симой. На рис. 2, б подобные данные, отношение С181/ С,,., приведены в пуле ЛП в отношении пальмитиновой НЖК как субстрата и ю-9 оленовой МЖК как продукта реакции.
Регуляция инсулином метаболизма ЖК и поглощения клетками глюкозы. Биологическая роль инсулина на поздних ступенях филогенеза, мы полагаем, сформировалась при становлении новой биологической функции, функции локомоции; это первые в филогенезе движения за счет сокращения поперечнополосатых, скелетных миоцитов. Инсулин призван обеспечить энергией биологическую функцию локомоции, в первую очередь скелетные миоциты и кардиомиоциты, субстратами для окисления в митохондриях с высокими кинетическими параметрами. Инсулин экспрессировал in vivo поздние в филогенезе инсулинзависимые клетки: это поперечнополосатые митоциты, синцитий кардиомиоцитов, подкожные адипоциты, перипортальные гепатоциты и резидентные макрофаги Купфера в печени [27].
Основное предназначение инсулина — превращение in vivo всей синтезированной из глюкозы пальмитиновой НЖК в олеиновую, специфичную для функции митохондрий ю-9 С МЖК. Эту МЖК митохондрии окисляют с наболее высокой константой скорости реакции, нарабатывая in vivo максимальное количество биотрансфор-мируемой энергии в форме АТФ. Основным стимулом синтеза и функциональной активности инсулина стало, мы полагаем, сформированное на поздних ступенях филогенеза функциональное несоответствие между увеличением in vivo потребности органов, тканей и клеток в энергии и физико-химическими параметрами окисления митохондриями пальмитиновой НЖК. Перенос ее в составе ЛП в необходимом количестве стал практически неисполнимым.
Инсулин при становлении биологической функции локомоции сформировал высокоэффективный, векторный перенос к инсулинзависимым клеткам НЖК + МЖК в форме ТГ в новом классе ЛП — ЛПОНП. При этом клетки, которые имеют на мембране рецепторы к инсулину поглощают пальмитиновые и олеиновые ЛПОНП путем апоЕ/В-100-рецепторного эндоцитоза. Несмотря на наличие во внутренней мембране митохондрий специфичного транспортера — карнитинпаль-митоилацилтрансферазы, перенос пальмитиновой НЖК через внутреннюю мембрану митохондрий существенно увеличить не удается [28]. Поздний в филогенезе инсулин не может влиять на превращения in vivo глюкозы, регуляция метаболизма которой завершена за миллионы лет до экспрессии синтеза гуморального, гормонального медиатора. Инсулин регулирует поглощение клетками глюкозы только путем ингибрования освобождения НЭЖК из подкожных адипоцитов.
При измерении на АДС мы показали, что константа окисления О3 экзогенной ю-6 С181 олеиновой МЖК на несколько порядков выше параметров окисления пальмитиновой НЖК [12]. Физико-химические расчеты энергии одинарной связи между атомами углерода в разных позициях алифатической цепи дают основание полагать, что константа скорости окисления митохондриями эндогенной ю-9 С18:1 олеиновой МЖК выше, чем всех иных С18:1 ЖК. Мы полагаем, что основное биологическое предназначение инсулина состоит в превращении всей синтезированной из глюкозы пальмитиновой НЖК в эндогенную олеиновую МЖК. И если филогенетически ранний предшественник инсулина — инсулиноподобный фактор роста экспрессировал синтез пальмитоил-КоА-десатуразы и актививровал синтез пальмитолеиновой МЖК, то инсулин стал экс-прессировать синтез иных ферментов — пальмитоил-КоА-элонгазы и стеарил-КоА-десатуразы [29].
Инсулин экспрессирует и выставление на плазматическую мембрану глюкозных транспортров ГЛЮТ4, активируя поглощение клетками глюкозы; происходит это с целью использования глюкозы как субстрата в синтезе эндогенной олеиновой МЖК. Чем более активно действие инсулина, тем больше ДС имеет пул ЖК в липидах ЛП, в НЭЖК и выше ненасыщенность ЖК и липидов в ЛП. Мы полагаем: регуляторное действие инсулина определяет такой параметр липидологии, как ненасыщенность ЖК; это и есть основное условие, которое обеспечивает максимальную производительность митохондрий и наработку ими большего количества АТФ в единицу времени.
При доминировании в липидах пальмитиновой НЖК,
биохимия
пальмитиновых ТГ и одноименных ЛПОНП над олеиновыми, формируется пальмитиновый вариант метаболизма ЖК. При этом in vivo постоянно имеет место дефицит энергии, потенциально недостаточное образование АТФ по причине дефицита субстрата. Инсулин стал фактором: а) совершенствования системы ЛП, переноса и поглощения скелетными миоцитами НЖК + МЖК в форме неполярных ТГ в составе новых, инсулинзависи-мых ЛПОНП и б) формирования in vivo энергетически наиболее высоко эффективного олеинового варианта метаболизма ЖК.
Если мы расположим позиционные изомеры пальмитиновых и олеиновых ТГ в порядке возрастания константы скорости гидролиза их при действии постгепариновой липопротеинлипазы (ЛПЛ) в крови, получится следующая последовательность:
ППП ^ ППО ^ ОПП ^ ОПО ^ ПОП ^ ОПП ^ ООП ^ ООО.
С наиболее высокой константой скорости реакции постгепариновая ЛПЛ гидролизует позиционные изомеры ТГ как олеил-олеил-олеат глицерол (ООО) и липаза практически не гидролизует изомеры ТГ как пальмитоил-пальмитоил-пальмитат глицерол (ППП). ЛПЛ обладает позиционной специфичностью и гидролизует в ТГ одну эфирную связь ЖК ^ глицерин, предпочтительно в позиции sn-1 и sn-3 трехатомного спирта глицерина.
Точка плавления медленно гидролизуемых липазой позиционного изомера ТГ, как ППП, составляет 49°С; точка плавления оптимального для гидролиза ЛПЛ позиционного изомера ТГ, как ООО, на 150°С ниже. Различие температуры плавления между каждым членом изомеров ТГ составляет « 10°С. При сдвиге «спектра» ТГ влево: а) возрастает длительность ГЛП после приема пищи; б) повышается ХС-ЛПНП (свободный ХС поверхностного монослоя в ЛПОНП + поли-ЭХС в лино-левых и линоленовых ЛПНП); в) активно формируется атероматоз интимы артерий. Точка плавления изомера ТГ как стеарил-стеарил-стеарат (ССС) составляет 63°С; гидролиз их in vivo практически невозможен; проблему представляет и гидролиз ТГ как ППП с температурой плавления 49°С [30].
Мы полагаем, что на поздних ступенях филогенеза инсулин преодолел несоответствия между физико-химическими параметрами пальмитиновой ЖК и потребностями организма в энергии. Инсулин решил все физико-химические и энергетические несоответствия как: а) повысил кинетическое совершенство организма, высокоэффективное обеспечение клеток энергией — АТФ [31]; б) сформировал биологическую функцию ло-комоции; в) преодолел сложности физико-химического переноса в составе ЛП пальмитиновых ТГ.
Обоснованно говорить, что эндогенная олеиновая МЖК является оптимальной, функциональной, лабильной формой депонирования глюкозы в зависимых от инсулина клетках, которые запасены для реализации биологической функции локомоции. По мере активации инсулином синтеза олеиновой МЖК в цитозоле клеток формируется гликопения; она вместе с увеличением числа ГЛЮТ4 на мембране является стимулом поглощения клетками глюкозы по градиенту концентрации межклеточная среда ^ цитоплазма. Инсулин: а) активирует потребление клетками глюкозы в синтезе олеиновой МЖК; б) понижает содержание глюкозы в цитоплазме миоцитов (гликопению) и в) активирует пассивное поглощение клетками глюкозы по градиенту концентрации.
Филогенез и субстраты окисления в митохондриях. На ступенях филогенеза дважды реализовано стремление гуморальных медиаторов in vivo превратить пальмитиновую НЖК в МЖК. Первым филогенетически ранним вариантом является действие инсулиноподобного фактора роста [32], экспрессия пальмитоил-КоА-элонгазы и
синтез С пальмитолеиновой НЖК. Физико-химически
16:1
вариант позитивен, однако с позиций энергетики это не совсем так; ю-7 пальмитолеиновую МЖК митохондрии не поглощают и не окисляют. Окисляют ее пероксисо-мы гепатоцитов с наработкой не АТФ, а только калорий тепла. Однако физико-химически система продолжает функцию у приматов и человека.
Второй вариант превращения выраженно гидрофобной пальмитиновой НЖК в менее гидрофобную, более реакционную МЖК сформировался при действии филогенетически позднего инсулина. При этом продуктом реакции стала иная — эндогенная ю-9 олеиновая МЖК. В клинических наблюдениях первично гиполипидемиче-ские и вторично гипогликемические препараты, производные фиброевой кислоты (фибраты) [33], как и действие препаратов группы глитазонов [34], активируют как пальмитоил-КоА-элонгазу, так и стеарил-КоА-десатуразу. Нормализуя метаболизм ЖК как фибраты, так и глитазо-ны вторично активируют поглощение клетками глюкозы; ее клетки используют в синтезе эндогенной олеиновой МЖК. В пище пациентов с синдромом резистентности к инсулину (ИР) обязательно содержание углеводов — субстратов для синтеза эндогенной олеиновой МЖК, а также рыбы как источника ННЖК + ПНЖК. В пище не должно быть пальмитиновой НЖК выше допустимых 15%. По сути, описанная в библии диета святого Петра является оптимальной для пациентов с синдромом ИР.
Синтез стеариновой НЖК сформировался последовательно, раздельно в два этапа, между которыми, вероятно, прошли миллионы лет. Стеариновая еще более гидрофобная НЖК, чем пальмитиновая; точка плавления ее оставляет 73°С. Если по какой-то причине in vivo нарушается превращение стеариновой НЖК в олеиновую МЖК, формируется выраженная патология переноса и депонирования ЖК [35]. Мы полагаем, что отношение стеариновая С,„„/пальмитиновая С,,„ тоже может иметь диагностическое значение при формировании столь выраженного осложнения ГЛП, как эруптивный ксантоматоз.
На втором этапе происходит превращение стеариновой НЖК в ю-9 олеиновую МЖК животных. Ее с наиболее высокой эффективностью окисляют митохондрии, нарабатывая максимально возможное количество био-транформируемой энергии в форме АТФ. Именно ю-9 олеиновая МЖК позволила реализовать уникальные кинетические параметры в реализации функции локомо-ции in vivo. Столь же значимым в диагностике является и определение ненасыщенности ЖК при определении числа ДС в ЖК в составе ТГ в плазме крови. Пройдет время и определение концентрации индивидуальных ЖК, а позже и состава ТГ станет диагностическим тестом в клинике при оценке нарушения метаболизма и патогенеза «метаболических пандемий». Придет понимание и того, что синдром ИР, гипергликемия, ГЛП и гиперинсулинемия это, в первую очередь, нарушение регуляции инсулином метаболизма ЖК и только во вторую — нарушение поглощения клетками глюкозы.
Исследование не имело спонсорской поддержки.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
ЛИТЕРАТУРА (п.п. 5—10, 15, 18, 20—24, 26—30, 33—35 см. REFERENCES)
1. Титов В.Н., Лисицын Д.М. Содержание спиртов холестерина и глицерина в плазме крови зависит от числа двойных связей жирных кислот в пуле липидов липопротеинов. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2006; 142 (11): 521—4.
2. Титов В.Н., Коновалова Г.Г., Лисицын Д.М., Разумовский С.Д., Нежданова И.Б., Кухарчук В.В. Кинетика окисления жирных кислот в липидах липопротеинов низкой плотности на основании регистрации расхода окислителя и прироста продукта реакции. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2005; 140 (7): 45—7.
3. Титов В.Н., Сажина Н.Н., Евтеева Н.М., Ариповский А.В., Тха-галижокова Э.М. Титрование двойных связей в жирных кислотах плазмы крови у пациентов в тесте толерантности к глюкозе. Клиническая лабораторная диагностика. 2015; (1): 12—5.
4. Титов В.Н. Филогенетическая теория общей патологии. Патогенез метаболических пандемий. Сахарный диабет. М.: ИНФРА-М; 2014.
11. Ариповский А.В., Колесник П.О., Веждел М.И., Титов В.Н. Метод подготовки проб для газохроматографического определения жирных кислот без предварительной экстракции липидов. Клиническая лабораторная диагностика. 2012; (1): 3—8.
12. Лисицын Д.М., Разумовский С.Д., Тишенин М.А., Титов В.Н. Кинетические параметры окисления озоном индивидуальных жирных кислот. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2004; 138 (11): 517—9.
13. Гагарина А.Б., Евтеева Н.М. Кинетические закономерности расходования ненасыщенных связей в процессе окисления beta-каротина. Химическая физика. 2002; 21 (7): 41—9.
14. Дерффель К. Статистика в аналитической химии. М.: Мир; 1994.
16. Волкова Т.Ю., Творогова М.Г., Титов В.Н., Лисицын Д.М., Долгов В.В. Содержание двойных связей и липидов сыворотки крови у здоровых людей и пациентов с гиперлипидемией. Клиническая лабораторная диагностика. 2003; (11): 10—3.
17. Рожкова Т.А., Малышев П.П., Титов В.Н., Амелюшкина В.А., Яровая Е.Б.,Чепетова Т.В. и др. Оценка комплекса генетически зависимых показателей аполипопротеинов А-I, В, C-III, E и ли-попротеина (а) у пациентов с гипертриглицеридемией. Атеросклероз и дислипидемии. 2013; (2): 40—5.
19. Дыгай А.М., Котловский М.Ю., Кириченко Д.А., Якимович И.Ю., Терешина Д.С., Котловский Ю.В. и др. Жирные кислоты мембран эритроцитов у женщин с ишемической болезнью сердца при действии статинов. Клиническая лабораторная диагностика. 2014; (3): 42—7.
25. Титов В.Н. Физико-химические, биохимические, функциональные различия пальмитиновой и олеиновой жирных кислот. Патогенез атеросклероза, биологические основы профилактики и инсулин. Кардиологический вестник. 2015; (1): 68—76.
31. Шноль С.Э. Физико-химические факторы биологической эволюции. М.: Издательство «Наука»; 1979.
32. Анисимов В.Н. Молекулярные и физиологические механизмы старения. СПб.: Наука; 2008.
Поступила 19.10.15
REFERENCES
1. Titov V.N., Lisitsyn D.M. Cholesterol alcohols and glycerol in plasma depends on the number of double bonds in the fatty acid pool lipoprotein lipids. Byulleten' eksperimental'noy biologii i meditsiny. 2006; 142 (11): 521—4. (in Russian)
2. Titov V.N., Konovalova G.G., Lisitsyn D.M., Razumovskiy S.D., Nezhdanova I.B., Kukharchuk V.V. The kinetics of oxidation of fatty acids in the lipids of low density lipoprotein based on the registration flow rate of oxidant and reaction product growth. Byulleten' eksperimental'noy biologii i meditsiny. 2005; 140 (7): 45—7. (in Russian)
3. Titov V.N., Sazhina N.N., Evteeva N.M., Aripovskiy A.V., Tkhagali-zhokova E.M. Titration of double bonds in fatty acids in the blood
biochemistry
plasma of patients in the glucose tolerance test. Klinicheskaya labo-ratornaya diagnostika. 2015; (1): 12—5. (in Russian)
4. Titov V.N. Phylogenetic Theory of General Pathology. The Pathogenesis of Metabolic Pandemics. Diabetes [Filogeneticheskaya teoriya obshchey patologii. Patogenez metabolicheskikh pandemiy. Sakharnyy diabet]. Moscow: INFRA-M; 2014. (in Russian)
5. Odia O.J., Ofori S., Maduka O. Palm oil and the heart: A review. World. J.Cardiol. 2015; 7 (3): 144—9.
6. Fattore E., Fanelli R. Palm oil and palmitic acid: a review on cardiovascular effects and carcinogenicity. Int. J. Food. Sci. Nutr. 2013; 64 (5): 648—59.
7. Motoyama M. Structure and phase characterization of triacylglyc-erols by raman spectroscopy. Bull. NARO. Inst. Livest. Crassl. Sci. 2012; 12: 19—68.
8. Yee J.K., Mao C.S., Ross M.G., Lee W.N., Desai M., Toda A. et al. High oleic/stearic fatty-acid desaturation index in cord plasma from infants of mothers with gestational diabetes. J. Perinatol. 2014; 34 (5): 357—63.
9. Klavitter J., Bek S., Zakaria M., Zeng C., Hornberger A., Gilbert R. et al. Fatty acid desaturation index in human plasma: comparison of different analytical methodologies for the evaluation of diet effects. Anal. Bioanal. Chem. 2014; 406 (25): 6399—408.
10. Liu J., Cinar R., Xiong K., Godlewski G., Jourdan T., Lin Y., Ntambi J.M. et al. Monounsaturated fatty acids generated via stearoyl CoA desaturase-1 are endogenous inhibitors of fatty acid amide hydrolase. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2013; 110 (47): 18832—7.
11. Aripovskiy A.V., Kolesnik P.O., Vezhdel M.I., Titov V.N. The method of sample preparation for gas chromatographic determination of fatty acids without prior lipid extraction. Klinicheskaya laborator-naya diagnostika. 2012; (1): 3—8. (in Russian)
12. Lisitsyn D.M., Razumovskiy S.D., Tishenin M.A., Titov V.N. Kinetic parameters of individual ozone oxidation of fatty acids. Byulleten' eksperimental'noy biologii i meditsiny. 2004; 138 (11): 517—9. (in Russian)
13. Gagarina A.B., Evteeva N.M. Kinetic regularities of expenditure of unsaturated bonds in the process of beta-carotene oxidation. Khimi-cheskaya fizika. 2002; 21 (7): 41—9. (in Russian)
14. Derffel' K. Statistics in Analytical Chemistry [Statistika v analit-icheskoy khimii]. Moscow: Mir; 1994. (in Russian)
15. Beare-Rogers J., Dieffenbacher A., Holm J.V. Lexicon of lipid nutrition. Pure. Appl. Chem. 2001; 73 (4): 685—744.
16. Volkova T.Yu., Tvorogova M.G., Titov V.N., Lisitsyn D.M., Dolgov V.V. The content of double bonds, and serum lipids in healthy subjects and patients with hyperlipidemia. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika. 2003; (11): 10—3. (in Russian)
17. Rozhkova T.A., Malyshev P.P., Titov V.N., Amelyushkina V.A., Yarovaya E.B., Chepetova T.V. et al. Evaluation of genetically complex dependence of apolipoprotein A-I, B, C-III, E and lipoprotein (a) in patients with hypertriglyceridemia. Ateroskleroz i dislipidemii. 2013; (2): 40—5. (in Russian)
18. Peter A., Weigert C., Staiger H., Machicao F., Schick F., Machann J. et al. Individual stearoyl-coa desaturase 1 expression modulates endoplasmic reticulum stress and inflammation in human myotubes and is associated with skeletal muscle lipid storage and insulin sensitivity in vivo. Diabetes. 2009; 58 (8): 1757—65.
19. Dygay A.M., Kotlovskiy M.Yu., Kirichenko D.A., Yakimovich I.Yu., Tereshina D.S., Kotlovskiy Yu.V. et al. Fatty acids of erythrocyte membranes in women with coronary heart disease by the action of statins. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika. 2014; (3): 42—7. (in Russian)
20. Dobrzyn P., Sampath H., Dobrzyn A., Miyazaki M., Ntambi J.M. Loss of stearoyl-CoA desaturase 1 inhibits fatty acid oxidation and increases glucose utilization in the heart. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 2008; 294 (2): E357—64.
21. Jeyakumar S.M., Lopamudra P., Padmini S., Balakrishna N., Giridha-ran N.V., Vajreswari A. Fatty acid desaturation index correlates with body mass and adiposity indices of obesity in Wistar NIN obese mutant rat strains WNIN/Ob and WNIN/GR-Ob. Nutr. Metab. (Lond). 2009; 6: 27—35.
22. Jacobs S., Schiller K., Jansen E., Fritsche A., Weikert C., di Giuseppe R. et al. Association between erythrocyte membrane fatty acids and
биохимия
biomarkers of dyslipidemia in the EPIC-Potsdam study. Eur. J. Clin. Nutr. 2015; 69 (5). 642—6.
23. Green C., Olson L.K. Modulation of palmitate-induced endoplasmic reticulum stress and apoptosis in pancreatic P-cells by stearoyl-CoA desaturase and Elovl6. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 2011; 300 (4). E640—9.
24. Yee J.K., Phillips S.A., Allamehzadeh K., Herbst K.L. Subcutaneous adipose tissue fatty acid desaturation in adults with and without rare adipose disorders. Lipids. Health. Dis. 2012; 11. 19—30.
25. Titov V.N. The physico-chemical, biochemical and functional differences palmitic and oleic fatty acids. The pathogenesis of atherosclerosis, the biological basis of prevention and insulin. Kardiologiches-kiy vestnik. 2015; (1). 68—76. (in Russian)
26. Chong M., Hodson L., Bickerton A.S., Roberts R., Neville M., Karpe F. et al. Parallel activation of de novo lipogenesis and stearoyl-CoA desaturase activity after 3 d of high-carbohydrate feeding. Am. J. Clin. Nutr. 2008; 87 (4). 817—23.
27. Flowers M.T., Ntambi J.M. Stearoyl-CoA desaturase and its relation to high-carbohydrate diets and obesity. Biochim. Biophys. Acta. 2009; 1791 (2). 85—91.
28. Sampath H., Ntambi J.M. The role of stearoyl-CoA desaturase in obesity, insulin resistance, and inflammation. Ann. N.Y. Acad. Sci. 2011; 1243. 47—53.
29. Miyazaki M., Sampath H., Liu X., Flowers M.T., Chu K., Dobrzyn
A. et al. Stearoyl-CoA desaturase-1 deficiency attenuates obesity and insulin resistance in leptin-resistant obese mice. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2009; 380 (4): 818—22.
30. Lopez S., Bermudez B., Pacheco Y.M., Lopez-Lluch G., Moreda W., Villar J. et al. Dietary oleic and palmitic acids modulate the ratio of triacylglycerols to cholesterol in postprandial triacylglycerol-rich lipoproteins in men and cell viability and cycling in human monocytes. J. Nutr. 2007; 137 (9): 1999—2005.
31. Shnol' S.E. Physical and Chemical Factors of Biological Evolution [Fiziko-khimicheskie faktory biologicheskoy evolyutsii]. Moscow: Izdatel'stvo «Nauka»; 1979. (in Russian)
32. Anisimov V.N. Molecular and Physiological Mechanisms of Aging [Molekulyarnye i fiziologicheskie mekhanizmy stareniya]. St. Petersburg: Nauka; 2008. (in Russian)
33. Toyama T., Kudo N., Hibino Y., Mitsumoto A., Nishikawa M., Ka-washima Y. Effects of pioglitazone on stearoyl-coA desaturase in obese Zucker fa/fa rats. J. Pharmacol. Sci. 2007; 104 (2): 137—45.
34. Ochai M., Matsuo T. Pioglitazone-induced increase in the stearoyl-CoA desaturation index and fat accumulation in rat muscles are not related to lipoprotein lipase activity. J. Oleo. Sci. 2013; 62 (9): 745—54.
35. Da Silva E., Bresson S., Rousseau D. Characterization of the three major polymorphic forms and liquid state of tristearin by Raman spectroscopy. Chem. Phys. Lipids. 2009; 157 (2): 113—9.
Received 19.10.15
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2016 УДК 612.015.3.06:613.1].084
Власова О.С.1, Бичкаева Ф.А.1, 2, Третьякова Т.В.1
РОЛЬ ЖИРНЫХ КИСЛОТ, ВОДОРАСТВОРИМЫХ ВИТАМИНОВ, КАЛЬЦИЯ, ФОСФОРА В ОБЕСПЕЧЕНИИ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА У ЮНОШЕСКОГО НАСЕЛЕНИЯ ДВУХ РАЗНЫХ КЛИМАТОГЕОГРАФИЧЕСКИХ РЕГИОНОВ
1ФГБУН Институт физиологии природных адаптаций Уральского Отделения РАН, 163061, Архангельск, Российская Федерация; 2ФГАОУ ВПО Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, 163002, Архангельск, Российская Федерация
Обследовано юношеское население в возрасте от 16 лет до 21 года северного (Архангельская область) и южного (Южная Осетия) регионов. Определены показатели углеводного и жирового обмена, обеспеченность организма кальцием, фосфором, тиамином, рибофлавином. В южном регионе выявлено снижение уровня глюкозы, кальция и повышение лак-тата, пирувата, жирных кислот при сниженной обеспеченности организма тиамином. С использованием корреляционного анализа подтверждена зависимость параметров углеводного обмена у лиц северного региона от уровня кальция и тиамина, у обследованных обоих регионов — от рибофлавина. При этом в северном регионе жирные кислоты вносили наибольший вклад в изменение уровня глюкозы, пирувата и величин отношения лактат/пируват, а в южном насыщенные и полиненасыщенные жирные кислоты оказывали влияние на снижение активности анаэробных процессов.
Ключевые слова: углеводный обмен; жирные кислоты; водорастворимые витамины; элементы; Север; Южная Осетия; юноши.
Для цитирования: Власова О.С., Бичкаева Ф.А., Третьякова Т.В. Роль жирных кислот, водорастворимых витаминов, кальция, фосфора в обеспечении углеводного обмена у юношеского населения двух разных климатогеографических регионов. Клиническая лабораторная диагностика. 2016; 61 (4):204-209. DOI 10.18821/0869-2084-2016-61-4-204-209 Vlasova O.S.1, Bichkaieva F.A.12, Tretyakova T.F.1
the role of fatty acids, water-soluble vitamins, calcium, phosphorus in maintaining carbohydrate metabolism in youth population of two different climatic geographic regions
1The institute of physiology of natural adaptations of the Uralskii Branch of the Russian academy of sciences, 163061 Arkhangelsk, Russia; 2The M.V. Lomonosov northern (arctic) federal university, 163002 Arkhangelsk, Russia
The sampling of youth population aged 16-21 years was examined in the northern (the Arkhangelskaia oblast) and the southern (the Southern Osetia) regions. The indicators of carbohydrate and lipid metabolism, provision of organism with calcium, phosphorus, thiamine, riboflavin were established. In the southern region decreasing of level of glucose, calcium and increasing of lactate,
Для корреспонденции: Власова Ольга Сергеевна, канд. биол. наук, ст. науч. сотрудник лаборатории биологической и неорганической химии ФГБУН Институт физиологии природных адаптаций Уральского Отделения РАН, 163061, Архангельск, E-mail: [email protected]
